The androgen receptor (AR) is an important therapeutic target for treating prostate cancer (PCa). Moreover, there is an increasing need for understanding the AR-independent progression of tumor cells such as neuroendocrine prostate cancer (NEPC). Menin, which is encoded by multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1), serves as a direct link between AR and the mixed-lineage leukemia (MLL) complex in PCa development by activating AR target genes through histone H3 lysine 4 methylation. Although menin is a critical component of AR signaling, its tumorigenic role in AR-independent PCa cells remains unknown. Here, we compared the role of menin in AR-positive and AR-negative PCa cells via RNAi-mediated or pharmacological inhibition of menin. We demonstrated that menin was involved in tumor cell growth and metastasis in PCa cells with low or deficient levels of AR. The inhibition of menin significantly diminished the growth of PCa cells and induced apoptosis, regardless of the presence of AR. Additionally, transcriptome analysis showed that the expression of many metastasis-associated genes was perturbed by menin inhibition in AR-negative DU145 cells. Furthermore, wound-healing assay results showed that menin promoted cell migration in AR-independent cellular contexts. Overall, these findings suggest a critical function of menin in tumorigenesis and provide a rationale for drug development against menin toward targeting high-risk metastatic PCa, especially those independent of AR.
Immediately after fertilization, a chromatin remodeling process in the oocyte cytoplasm extracts protamine molecules from the sperm-derived DNA and loads histones onto it. We examined how the histone H3-lysine 9 methylation system is established on the remodeled sperm chromatin in mice. We found that the paternal pronucleus was not stained for dimethylated H3-K9 (H3-$m_2K9$) during pronucleus development, while the maternal genome stained intensively. Such H3-$m_2K9$ asymmetry between the parental pronuclei was independent of $HP1{\beta}$ localization and, much like DNA methylation, was preserved to the two-cell stage when the nucleus appeared to be compartmentalized for H3-$m_2K9$. A conspicuous increase in H3-$m_2K9$ level was observed at the four-cell stage, and then the level was maintained without a visible change up to the blastocyst stage. The behavior of H3-$m_2K9$ was very similar, but not identical, to that of 5-methylcytosine during preimplantation development, suggesting that there is some connection between methylation of histone and of DNA in early mouse development.
Fiber type-specific programs controlled by the transcription factor MEF2 dictate muscle functionality. Here, we show that HDAC4, a potent MEF2 inhibitor, is predominantly localized to the nuclei in fast/glycolytic fibers in contrast to the sarcoplasm in slow/oxidative fibers. The cytoplasmic localization is associated with HDAC4 hyper-phosphorylation in slow/oxidative-fibers. Genetic reprogramming of fast/glycolytic fibers to oxidative fibers by active CaMKII or calcineurin leads to increased HDAC4 phosphorylation, HDAC4 nuclear export, and an increase in markers associated with oxidative fibers. Indeed, HDAC4 represses the MEF2-dependent, PGC-$1{\alpha}$-mediated oxidative metabolic gene program. Thus differential phosphorylation and localization of HDAC4 contributes to establishing fiber type-specific transcriptional programs.
Ma, Chaobing;Zu, Xueyin;Liu, Kangdong;Bode, Ann M.;Dong, Zigang;Liu, Zhenzhen;Kim, Dong Joon
Molecules and Cells
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v.42
no.9
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pp.628-636
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2019
Altered genetic features in cancer cells lead to a high rate of aerobic glycolysis and metabolic reprogramming that is essential for increased cancer cell viability and rapid proliferation. Pyruvate kinase muscle (PKM) is a rate-limiting enzyme in the final step of glycolysis. Herein, we report that PKM is a potential therapeutic target in triple-negative breast cancer (TNBC) cells. We found that PKM1 or PKM2 is highly expressed in TNBC tissues or cells. Knockdown of PKM significantly suppressed cell proliferation and migration, and strongly reduced S phase and induced G2 phase cell cycle arrest by reducing phosphorylation of the CDC2 protein in TNBC cells. Additionally, knockdown of PKM significantly suppressed $NF-{\kappa}B$ (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) activity by reducing the phosphorylation of p65 at serine 536, and also decreased the expression of $NF-{\kappa}B$ target genes. Taken together, PKM is a potential target that may have therapeutic implications for TNBC cells.
The plant defense responses to microbial infection are tightly regulated and integrated with the developmental program for optimal resources allocation. Notably, the defense-associated hormone salicylic acid (SA) acts as a promoter of flowering while several plant pathogens actively target the flowering signaling pathway to promote their virulence or dissemination. Ralstonia pseudosolanacearum inject tens of effectors in the host cells that collectively promote bacterial proliferation in plant tissues. Here, we characterized the function of the broadly conserved R. pseudosolanacearum effector RipL, through heterologous expression in Arabidopsis thaliana. RipL-expressing transgenic lines presented a delayed flowering, which correlated with a low expression of flowering regulator genes. Delayed flowering was also observed in Nicotiana benthamiana plants transiently expressing RipL. In parallel, RipL promoted plant susceptibility to virulent strains of Pseudomonas syringae in the effector-expressing lines or when delivered by the type III secretion system. Unexpectedly, SA accumulation and SA-dependent immune signaling were not significantly affected by RipL expression. Rather, the RNA-seq analysis of infected RipL-expressing lines revealed that the overall amplitude of the transcriptional response was dampened, suggesting that RipL could promote plant susceptibility in an SA-independent manner. Further elucidation of the molecular mechanisms underpinning RipL effect on flowering and immunity may reveal novel effector functions in host cells.
Telomeres are the ends of the eukaryotic chromosomes and consist of a tandem repetitive DNA sequence and shelterin protein complex. The function of telomere is to protect chromosome. Telomere length in somatic cells tends to decrease with organismal age due to the end replication problem. However, several factors at the genetic, epigenetic and environmental level affect telomere length. In this study, we estimated heritability of telomere length and investigated inheritance of telomeres in a chicken. Telomere length of lymphocytes was analyzed by semi-quantitative polymerase chain reaction using telomere primer and quantitative fluorescence in situ hybridization using telomeric DNA probe. In results, heritability of telomere length was estimated 0.9 at birth by offspring-parent regression analysis and was estimated 0.03 and 0.04 at 10 and 30 weeks old, respectively, by parental variance analysis. There was a significant positive correlation in telomere length between father and their offspring (r=0.348), and mother and their offspring (r=0.380). In inheritance patterns of telomere length, the influence of paternal and maternal effect on their offspring was similar. The influence of inherited telomeres on male and female progeny was also roughly alike. These results implicated that imprinting of parental telomere length was regulated by autosomal genes, not sex linked genes. In addition, telomere length of offspring at birth did not differ along with their maternal age. Thus, maternal age does not affects telomere length in their offspring at birth owing to cellular reprogramming at early embryonic stage.
Testis-derived germline stem (GS) cells can undergo reprogramming to acquire multipotency when cultured under appropriate culture conditions. These multipotent GS (mGS) cells have been known to differ from GS cells in their DNA methylation pattern. In this study, we examined the DNA methylation status of the H19 imprinting control region (ICR) in multipotent adult germline stem (maGS) cells to elucidate how epigenetic imprints are altered by culture conditions. DNA methylation was analyzed by bisulfite sequencing PCR of established maGS cells cultured in the presence of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) alone or both GDNF and leukemia inhibitory factor (LIF). The results showed that the H19 ICR in maGS cells of both groups was hypermethylated and had an androgenetic pattern similar to that of GS cells. In line with these data, the relative abundance of the Igf2 mRNA transcript was two-fold higher and that of H19 was three fold lower than in control embryonic stem cells. The androgenetic DNA methylation pattern of the H19 ICR was maintained even after 54 passages. Furthermore, differentiating maGS cells from retinoic acid-treated embryoid bodies maintained the androgenetic imprinting pattern of the H19 ICR. Taken together these data suggest that our maGS cells are epigenetically stable for the H19 gene during in vitro modifications. Further studies on the epigenetic regulation and chromatin structure of maGS cells are therefore necessary before their full potential can be utilized in regenerative medicine.
Park, Sojung;Nam, Eun woo;Kim, Yeeun;Lee, Seohyeon;Kim, Seul I;Yoon, Hyunjin
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.11
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pp.1729-1738
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2020
Salmonellosis is a form of gastroenteritis caused by Salmonella infection. The main transmission route of salmonellosis has been identified as poorly cooked meat and poultry products contaminated with Salmonella. However, in recent years, the number of outbreaks attributed to contaminated raw produce has increased dramatically. To understand how Salmonella adapts to produce, transcriptomic analysis was conducted on Salmonella enterica serovar Virchow exposed to fresh-cut radish greens. Considering the different Salmonella lifestyles in contact with fresh produce, such as motile and sessile lifestyles, total RNA was extracted from planktonic and epiphytic cells separately. Transcriptomic analysis of S. Virchow cells revealed different transcription profiles between lifestyles. During bacterial adaptation to fresh-cut radish greens, planktonic cells were likely to shift toward anaerobic metabolism, exploiting nitrate as an electron acceptor of anaerobic respiration, and utilizing cobalamin as a cofactor for coupled metabolic pathways. Meanwhile, Salmonella cells adhering to plant surfaces showed coordinated upregulation in genes associated with translation and ribosomal biogenesis, indicating dramatic cellular reprogramming in response to environmental changes. In accordance with the extensive translational response, epiphytic cells showed an increase in the transcription of genes that are important for bacterial motility, nucleotide transporter/metabolism, cell envelope biogenesis, and defense mechanisms. Intriguingly, Salmonella pathogenicity island (SPI)-1 and SPI-2 displayed up- and downregulation, respectively, regardless of lifestyles in contact with the radish greens, suggesting altered Salmonella virulence during adaptation to plant environments. This study provides molecular insights into Salmonella adaptation to plants as an alternative environmental reservoir.
OCT4, also known as POU5F1 (POU domain class 5 transcription factor 1), is a transcription factor that acts as a master regulator of pluripotency in embryonic stem cells and is one of the reprogramming factors required for generating induced pluripotent stem cells. The human OCT4 encodes three isoforms, OCT4A, OCT4B, and OCT4B1, which are generated by alternative splicing. Currently, the functions and expression patterns of OCT4B remain largely unknown in malignancies, especially in human glioblastomas. Here, we demonstrated the function of OCT4B in human glioblastomas. Among the isoform of OCT4B, OCT4B-190 ($OCT4B^{19kDa}$) was highly expressed in human glioblastoma stem cells and glioblastoma cells and was mainly detected in the cytoplasm rather than the nucleus. Overexpression of $OCT4B^{19kDa}$ promoted colony formation of glioblastoma cells when grown in soft agar culture conditions. Clinical data analysis revealed that patients with gliomas that expressed OCT4B at high levels had a poorer prognosis than patients with gliomas that expressed OCT4B at low levels. Thus, $OCT4B^{19kDa}$ may play a crucial role in regulating cancer cell survival and adaption in a rigid environment.
Seonhwa Hwang;Gyeongmin Kim;Hye Kyung Kim;Min Hi Park
Journal of Life Science
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v.33
no.9
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pp.736-745
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2023
Aging is a complex biological process characterized by a gradual decline in cellular and physiological functions. This natural process is associated with age-related diseases, including Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism, which are significant health concerns among older individuals and can significantly impact their quality of life. Researchers have found that epigenetic markers play a crucial role in regulating aging and age-related diseases. Epigenetic markers are heritable gene expression alterations that do not change in the DNA sequence. This review focuses on the involvement of various epigenetic marks, such as RNA methylation, DNA methylation, and microRNAs (miRNAs), in regulating gene expression patterns associated with age-related diseases, such as Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism. These epigenetic alterations can lead to the dysregulation of specific genes and signaling pathways, contributing to the development and progression of Alzheimer's disease, atherosclerosis, and hypogonadism. Understanding the molecular mechanisms behind these epigenetic modifications is essential for both the aging population and individuals seeking ways to promote overall well-being. By gaining deeper insights into how epigenetic marker alteration occurs during aging and age-related diseases, researchers can potentially develop targeted therapeutic strategies to alleviate the impact of these conditions and improve the quality of life for older individuals.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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